Akcja rozgrywa się w latach 70. XX wieku. Młoda stewardessa Lena (Emma Watson) wiedzie spokojne życie u boku swojego chłopaka Daniela (Daniel Brühl). Wszystko się jednak zmienia, kiedy mężczyzna zostaje pojmany i trafia do Colonia Dignidad, komuny założonej przez Paula Schäfera (Michael Nyqvist). Zrozpaczona kobieta postanawia uwolnić swojego ukochanego.

Oparta na faktach, "Colonia" opowiada historię Leny (Emma Watson) i Daniela (Daniel Brühl) - pary młodych uwikłanych w wojskowy przewrót w Chile w 1973 roku. Daniel zostaje uprowadzony przez tajną policję Pinocheta, po długich poszukiwaniach Lena lokalizuje go w zastrzeżonej placówce na południu kraju, zwanym Colonia Dignidad. Na zewnątrz Colonia wygląda na misję charytatywną, prowadzoną przez świeckiego pastora Paula Shafera (Michael Nyqvist), w rzeczywistości jest miejscem odosobnienia, z którego jeszcze nikt nie zdołał uciec. Lena postanawia przyłączyć się do grona mrocznych współwyznawców tego kultu, by odnaleźć Daniela.

Lena (Emma Watson) przylatuje do Chile, aby spotkać się ze swoim ukochanym, Danielem (Daniel Brühl). Mężczyzna jest aktywnym działaczem politycznym, uczestniczy w wiecach wyborczych i walczy o demokrację. Gdy dochodzi do zamachu stanu, Lena i Daniel zostają schwytani. Kobieta odzyskuje wolność, jednak jej chłopak zostaje oskarżony o konspirację przeciwko władzy i w ramach kary wywieziony do Colonia Dignidad, osady założonej przez Paula Schäfera (Michael Nyqvist). Miejsce jest oficjalnie ośrodkiem kultu religijnego, jednak w rzeczywistości służy do więzienia i torturowania przeciwników politycznych. Zrozpaczona Lena zamierza za wszelką cenę odzyskać ukochanego. Udając zagubioną katoliczkę dołączą do członków kolonii. Odnalezienie Daniela okazuje się jednak trudniejsze niż początkowo przypuszczała. W osadzie rządzonej twardą ręką przez Schäfera, każdy jej ruch jest szczegółowo obserwowany.